压力容器安全技术：第一章  基础知识

第二节  分类

　　压力容器的种类繁多，不同类别的压力容器，其存在的危险程度也不同。对不同类别的压力容器采用不同的管理方法和管理措施，既可节约管理成本，又可确保压力容器安全。因此，为了便于对压力容器从设计、制造、安装使用和维护、检验等的各个环节按类别进行全过程的管理追踪，必须对压力容器进行分类。

　　一、一般分类

　　根据不同的要求，压力容器可以有许多种分类方法。例如，按容器壁厚可分为薄壁容器(指相对壁厚较薄)和厚壁容器；按壳体承压的方式可分为内压容器(壳体内部承压)和外压容器；按容器的工作壁温可分为高温容器、常温容器和低温容器；按壳体的几何形状可分为球形容器、圆筒形容器和其他特殊形状容器等；按容器的制造方法可分为焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造容器、有色金属容器和非金属容器；按容器的安放形式可分为立式容器和卧式容器等。总之，各种不同的分类方法都是从各个不同需要的角度来考虑的。例如，按壁厚和承压方式分类便于容器的设计计算；按制造方法和制造材料分类，则对容器的制造管理比较方便。

　　从压力容器的使用特点和安全管理方面考虑，压力容器一般分为固定式和移动式两大类(见表1—1)。这两类容器由于使用方法不同，对它们的技术管理要求也不完全一样。我国和其他许多国家对这两类容器都分别制定了不同的管理规程和技术法规。

表1—1  压力容器分类

　　1．固定式

　　固定式容器是指除了用于运输储存气体的盛装容器以外的所有容器。这类容器有固定的安装和使用地点，工艺条件和使用操作人员也比较固定，容器一般不是单独装设，而是用管道与其他设备相连接。固定式容器还可以按它的压力和用途进行分类。

　　(2)按工艺用途分类  固定式压力容器虽然在各种工业中的具体用途非常繁杂，但根据其在生产工艺过程中所起的作用可以归纳为四大类，即反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。按工艺用途将容器分类，可以根据它的种类大体了解容器在生产中的主要作用，工艺条件的稳定情况，压力控制的难易，以及万一发生爆炸时可能造成危害的严重程度等，这对于压力容器的管理和技术监督都是有利的。

　　①反应压力容器(代号R)  主要用于完成介质的物理、化学反应。这类容器的压力源于两种，即加压反应和反应升压。

　　加压反应是指压力容器内的压力由容器外产生，工作介质经过加压后才进入容器内进行反应。通过加压，容器内部的介质才能进行和维持物理、化学反应，或是通过加压才能使容器内部的介质加速反应，以提高生产率和设备利用率。这种加压反应一般都是使容器内部维持一定的压力，因此这样的反应压力容器的工艺过程一般都是连续的，压力比较稳定，没有频繁的压力和温度的周期性的变动。反应升压是指压力容器内的压力是容器内产生的，即通过容器内的介质反应而产生压力，介质在容器内发生体积增大的化学反应，使容器升压。这类反应压力容器旧式的多为间歇式，容器内压力和温度都有较频繁的周期性变动。许多反应容器内工作介质发生化学反应的过程是既放热又吸热的过程。为了保持一定的反应温度，常常需要装设一些加热、冷却或搅拌等附属装置。

　　常用的反应容器有反应器、反应釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。

　　②换热压力容器(代号E)  主要用于完成介质的热量交换，达到生产工艺过程所需要的将介质加热或冷却的目的。其主要工艺过程是物理过程，按传热的方式分为蓄热式、直接式和间接式三种，较为常用的是直接式和间接式。

　　直接式是将两种换热的介质在容器内直接接触，热量即由高温介质传给低温介质，使其中的介质一种被加热另一种被冷却。这种换热器的效率一般较高，但只适用于两种介质不会互相混合或允许相互掺和的场合。间接式换热器是参与换热的两种介质在容器内被隔离而不能相互接触，热量交换是通过两种介质之间的隔离壁(管壁或板壁)来间接完成，适用于两种介质不允许相互掺和、相互混合的场合。这种换热器根据传热壁的结构，可分为管壳式换热器和板式换热器两大类。管壳式换热器有许多种，属于压力容器的有蛇管式、列管式、排管淋洒式等。蛇管式换热器常用于两种状态的相同介质的热交换(如液氨与气氨)，达到介质被冷却或蒸发的目的。列管换热器是使用最为普遍的一种换热器，形式也较多。压力容器中较为常见的板式换热器有夹套容器、烘缸等。

　　常用的换热压力容器有管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉、水夹套等。

　　③分离压力容器(代号S)  主要是用于完成介质的流体压力平衡、缓冲和气体净化分离。介质在分离容器内通过降低流速、改变流动方向或用其他物料吸收、溶解等方法来分离气体中的混合物，达到净化气体或提取其中有用物料的目的。在分离容器中，主要介质不参与化学反应，气体经加压后进入容器内，提高分离或净化效率。分离容器的名称较多，按容器的作用命名为分离器、净化塔、回收塔等；按所用的净化方法命名为吸收塔、洗涤塔、过滤器等。

　　常用的分离压力容器有分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分气缸、除氧器等。

　　④储存压力容器(代号C，其中球罐代号为B)  主要用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质，保持介质压力的稳定。常用的压缩气体储罐、压力缓冲器等都属于这类容器。由于工作介质在储存压力容器内一般不发生化学或物理变化，不需要装设供传热传质用的内部工艺装置(内件)，所以储存压力容器的内部结构比较简单，一般由壳体、出入口接管及外部一些安全附件和必要的附件(如支座、扶梯、保温外壳、室外储罐的防雷装置等)构成。大型的储存压力容器多为球形容器，小型的则常为卧式圆筒形容器。

　　在实际生产过程中，有一些容器具有多种用途。在这种情况下，容器分类应归属于作为主要用途的一类。例如，合成氨厂的二氧化碳水洗塔，既有冷却原料气体的作用(换热)，又有从原料气中溶解分离出二氧化碳的作用(分离)，但它的主要作用是后者，所以它应归属于分离器。

　　2．移动式

　　移动式压力容器属于储运容器，它与储存容器的区别在于移动式压力容器没有固定的使用地点，一般也没有专职的使用操作人员，使用环境经常变换，不确定因素较多，管理复杂，因此容易发生事故。它的主要用途是盛装或运送有压力的气体或液化气体。容器在气体制造厂充气，然后运送到用气单位。移动式压力容器按其容积大小及结构形状可以分为气瓶和槽(罐)车两大类。

　　(2)槽(罐)车  或称罐车，是固定安装在流动的车架上的一种卧式储槽(罐)，有火车槽车和汽车槽车两种。它的容积较大，常达数十立方米。槽车的主要功能是运输液化气体。它的直径很大，一般不宜承受太高的压力，所以它在常温下限于充装低压液化气体或在外壳加绝热层的低温条件下充装在常温区属于高压液化气体的介质。这类容器的最高工作压力就是介质在槽(罐)内可能达到的最高工作温度下的饱和蒸气压力。

　　二、按安全的重要程度分类

　　压力容器的使用范围广、数量大、而且各种容器发生事故所产生的危害的严重程度也不一样。为了严格控制重要容器的产品质量，有区别地对安全要求不同的压力容器进行技术管理和监督检查，防止发生重大事故，有必要在压力容器的设计、制造和日常使用中的定期检验与上报等主要环节上实行分级(类)监督与管理。压力容器安全的重要程度取决于压力容器的工作压力的高低、介质的危险程度以及在生产中的重要作用。

　　1．介质的危险程度

　　压力容器介质在压力容器发生事故时的危害程度，取决于介质的物理、化学特性，也就是容器所盛装的介质是否易燃、易爆或有毒性。《压力容器安全技术监察规程》中注明，压力容器中化学介质的毒性程度和易燃介质的划分，参照HG-Z0660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》的规定。

　　易燃介质是指与空气混合的爆炸下限不高于10％，或爆炸上限和下限之差值不低于20％的气体。如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷等。

　　压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组分，并按上述毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门提供介质毒性程度或是否属于易燃介质的依据，无法提供依据时，按毒性危害程度或爆炸危险程度最高的介质确定。

　　2．压力容器类别

　　《压力容器安全监察规程》中，将其适用范围的压力容器按安全的重要程度分为三类。

　　(1)第三类压容器(代号为Ⅲ)

　　a、高压容器。

　　b、毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器。

　　c、易燃或毒性程度为中度危害介质、且设计压力p与容积V的乘积大于或等于10MPa·m³(pV≥10MPa·m³)的中压储存容器。

　　d、易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV≥0．5MPa·m³的中压反应容器。

　　e、毒性程度为极度和高度危害介质，且pV≥0．2MPa·m³的低压容器。

　　f、高压、中压管壳式余热锅炉，包括用途属于压力容器并主要按压力容器标准、规范进行设计和制造的直接受火焰加热的压力容器。

　　g、中压搪玻璃压力容器。

　　h、使用按相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的强度级别较高的材料制造的压力容器。

　　i、移动式压力容器包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体罐)或汽车[液化气体运输车(半挂)、低温液体运输车(半挂)，永久气体运输车(半挂)]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等。

　　j、容积大于等于50m³的球形储罐。

　　k、容积大于5m³的低温绝热压力容器。

　　(2)第二类压力容器(代号为Ⅱ)

　　①中压容器。

　　②毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器。

　　③易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器。

　　④低压管壳或余热锅炉。

　　⑤低压搪瓷玻璃压力容器。

　　(3)第一类压力容器(代号为Ⅰ)  除列入第三类、第二类的低压容器之外的所有低压容器。

　　三、代号标记法

　　压力容器的上述分类方法同等重要，在其注册编号的代号组成上缺一不可。压力容器注册编号的前三个代号分别是上述分类法的代号，举例如下。

　　第一个代号表示容器的类别，罗马数字工表示第一类压力容器、Ⅱ表示第二类压力容器、Ⅲ表示第三类压力容器。第二个代号表示压力容器的压力等级，英文字母Ⅰ表示低压、M表示中压、H表示高压、U表示超高压。第三个代号表示压力容器的用途，英文字母R表示反应容器、E表示换热容器、S表示分离

　　容器、C表示储存容器、B表示球形储罐、LA表示液化气体汽车罐车、LT表示液化气体铁路罐车。